(57)【要約】【課題】本発明は、１００℃未満の低い温度でシリコンウエハに貼り付け可能で、且つ紫外線照射後には放射線硬化型粘着剤層とダイ接着用接着剤層との界面で良好に剥離できる、放射線硬化型粘着剤層とダイ接着用接着剤層が一体となったウエハ加工用接着シートを提供することにある。【解決手段】ダイ接着用接着剤層と放射線硬化型粘着剤層を積層してなるウエハ加工用接着シートであって、前記ダイ接着用接着剤層が、アミン価が４０ｍｇＫＯＨ／ｇ未満のポリアミド樹脂又はポリアミドイミド樹脂を含有するウエハ加工用接着シートであり、前記ポリアミド樹脂の軟化点が４０℃以上２００℃未満が好ましく、前記ポリアミドイミド樹脂のガラス転移温度が１５０℃未満であることが好ましい。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくともダイ接着用接着剤層と放射線硬化型粘着剤層を積層してなるウエハ加工用接着シートであって、前記ダイ接着用接着剤層が、アミン価が４０ｍｇＫＯＨ／ｇ未満のポリアミド樹脂、又はポリアミドイミド樹脂を含有することを特徴とするウエハ加工用接着シート。
【請求項２】
前記ポリアミド樹脂の軟化点が４０℃以上２００℃未満であることを特徴とする請求項１記載のウエハ加工用接着シート。
【請求項３】
前記ポリアミドイミド樹脂のガラス転移温度が１５０℃未満であることを特徴とする請求項１記載のウエハ加工用接着シート。
【請求項４】
前記ダイ接着用接着剤層が、前記ポリアミド樹脂又はポリアミドイミド樹脂を全樹脂に対して２０〜６０重量％含有することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のウエハ加工用接着シート。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、シリコンウエハをチップ化する際に使用され、またチップ化された後の半導体チップをインターポーザーや他の半導体チップなどにダイボンドする際にも使用されるウエハ加工用接着シートに関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体パッケージは、集積度の向上と共にＤＩＰ（Ｄｕａｌ  Ｉｎ−ｌｉｎｅ  Ｐａｃｋａｇｅ）に代表される挿入型のパッケージからＱＦＰ（Ｑｕａｄ  Ｆｌａｔ  Ｐａｃｋａｇｅ）、ＳＯＰ（Ｓｍａｌｌ  Ｏｕｔｌｉｎｅ  Ｐａｃｋａｇｅ）、ＴＣＰ（Ｔａｐｅ  Ｃａｒｒｉｅｒ  Ｐａｃｋａｇｅ）といった表面実装型のパッケージへと発展し、多ピン化、狭ピッチ化が進められてきた。これと共にプリント配線板も片面実装から両面実装が可能となり、実装密度が飛躍的に向上した。さらに、パッケージの端子配置を、周辺配置からエリアアレイ状にすることにより一段の高密度化が実現された。その代表としてＢＧＡ（Ｂａｌｌ  Ｇｒｉｄ  Ａｒｒａｙ）タイプ、さらにはチップサイズとほぼ同程度のサイズまでのパッケージを小型化したＣＳＰ（Ｃｈｉｐ  Ｓｃａｌｅ  Ｐａｃｋａｇｅ）が開発された。
【０００３】
電子機器の小型化、薄型化、軽量化の要求に合致したＣＳＰは、携帯型パソコン、携帯電話等に採用され始めた。しかし、近年では携帯電話の多機能化に伴い、メモリ容量の増加と半導体パッケージの小型化、搭載数削減の要求はさらに強くなっている。この要求を実現するのが、複数の半導体ベアチップやシングルチップパッケージを内蔵し、あたかも一つのＬＳＩのような機能を持つＭＣＰ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｃｈｉｐ  Ｐａｃｋａｇｅ）である。ＭＣＰの中でもフラッシュメモリとＳＲＡＭを多段に積層したものをＳｔａｃｋｅｄ−ＣＳＰといい、第２．５世代以降の携帯電話には必須の部品となっている。
ところで、上記Ｓｔａｃｋｅｄ−ＣＳＰは、作業効率を向上させる目的でその製造工程に、ダイ接着用接着剤層と粘着剤層を積層してなるウエハ加工用接着シートが使用されている。すなわち、このウエハ加工用接着シートは、そのダイ接着用接着剤層面を、集積回路を組み込みこんだシリコンウエハに接着させ、一方の粘着剤層を治具に貼着させてシリコンウエハを固定し、該シリコンウエハをダイシングしてチップ化する際に使用されるものであって、更に、チップ化された後の半導体チップを、該半導体チップに予め接着された前記ダイ接着用接着剤層を介してインターポーザーや他の半導体チップなどにダイボンドするものである。
【０００４】
従来、このようなウエハ加工用接着シートとしては、ダイ接着用接着剤層と放射線硬化型粘着剤層を積層してなるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。粘着剤として放射線硬化型粘着剤層を使用したウエハ加工用接着シートは、シリコンウエハダイシング後に紫外線を照射して、放射線硬化型粘着剤層表面のタック性を落とすことにより、ダイ接着用接着剤層との界面から剥離するものである。
しかしながら、前記従来のウエハ加工用接着シートでは、放射線硬化型粘着剤層がシリコンウエハの特性に合わせて開発されているため、紫外線照射後にダイ接着用接着剤層との界面で良好に剥離できないという問題を有していた。
また、前記Ｓｔａｃｋｅｄ−ＣＳＰの要求特性から更なるシリコンウエハの薄型化が要求され、５０μｍ以下の薄膜のシリコンウエハを使用した場合では、シリコンウエハとダイ接着用接着剤層とを貼り合わせ工程に必要な１００℃以上の温度によって、シリコンウエハに反りが発生するという問題も生じていた。また、この反りの問題を解決するために、１００℃未満の温度でシリコンウエハとダイ接着用接着剤層とを貼り合わせた場合では、従来のウエハ加工用接着シートは、シリコンウエハとダイ接着用接着剤層との接着力が弱く、ダイシング加工時にシリコンウエハが剥がれてしまうという問題を有していた。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−２２６７９６号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、１００℃未満の低い温度でシリコンウエハに貼り付け可能で、且つ紫外線照射後には放射線硬化型粘着剤層とダイ接着用接着剤層との界面で良好に剥離できる、放射線硬化型粘着剤層とダイ接着用接着剤層が一体となったウエハ加工用接着シートを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明のウエハ加工用接着シートは、少なくともダイ接着用接着剤層と放射線硬化型粘着剤層を積層してなるウエハ加工用接着シートであって、前記ダイ接着用接着剤層が、アミン価が４０ｍｇＫＯＨ／ｇ未満のポリアミド樹脂、又はポリアミドイミド樹脂を含有することを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明のウエハ加工用接着シートは、少なくともダイ接着用接着剤層と放射線硬化型粘着剤層とからなる層を有してなり、前記ダイ接着用接着剤層が、アミン価が４０ｍｇＫＯＨ／ｇ未満のポリアミド樹脂、又はポリアミドイミド樹脂を含有する接着シートである。なお、本発明のウエハ加工用接着シートは、ダイ接着用接着剤層と放射線硬化型粘着剤層の他に、剥離性フィルム、絶縁性フィルム、剥離紙などの支持体が積層されていてもよい。
本発明におけるアミン価が４０ｍｇＫＯＨ／ｇ未満のポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂は、ダイ接着用接着剤層に含有され、紫外線照射後に放射線硬化型粘着剤層からのダイ接着用接着剤層の剥離を可能にするとともに、シリコンウエハへのダイ接着用接着剤層の低温での貼り付けを可能にするために使用されるものである。
【０００９】
本発明に用いることができるポリアミド樹脂は、熱可塑性のポリアミド樹脂であって、脂肪族ジアミンとジカルボン酸との縮合により合成される。ジアミンとしては、直鎖脂肪族ジアミン、例えば、エチレンジアミン、ペンタメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、オクタメチレンジアミン、デカメチレンジアミン等が挙げられる。また、ジカルボン酸としては、直鎖型、例えば脂肪酸を熱重合して得られるダイマー酸を用いることが好ましく、特に炭素数３８以下のダイマー酸が好ましい。これらのジカルボン酸を構成成分とするポリアミド樹脂を用いた接着剤組成物は、硬化によって、可とう性及び耐水性が良好なものとなる。
上記ポリアミド樹脂は、アミン価が４０ｍｇＫＯＨ／ｇ未満であり、好ましくは３０ｍｇＫＯＨ／ｇ未満である。アミン価が４０ｍｇＫＯＨ／ｇを超えると、紫外線照射後に放射線硬化型粘着剤層がダイ接着用接着剤層の界面から剥離することができない。また、アミン価が４０ｍｇＫＯＨ／ｇを超えると、ダイ接着用接着剤層の保存安定性を損ねる恐れがある。
【００１０】
また、上記ポリアミド樹脂は、軟化点が４０℃以上２００℃未満が好ましく、より好ましくは１５０℃未満である。軟化点が２００℃を超えると、ダイ接着用接着剤層を１００℃未満でシリコンウエハに貼り合わせできにくくなり、一方４０℃未満であると常温でタック性が発現し、取り扱い性が悪化するおそれがあり好ましくない。
ここで、ポリアミド樹脂のアミン価は、ポリアミド樹脂１ｇをトルエン／ｎ−ブタノール混合溶液に溶解し、指示薬としてブロムクレゾールグリーンの０．１％メタノール溶液を、滴定液として０．１Ｎ塩酸溶液を用いて行われ、当量の水酸化カリウムのｍｇで表示される。また、軟化点の測定は、ＪＩＳ  Ｋ  ２２０７規格による試験方法によって行われる。
【００１１】
また、ダイ接着用接着剤層は、ポリアミドイミド樹脂を含有することにより、紫外線照射後にダイ接着用接着剤層を放射線硬化型粘着剤の界面から剥離することができる。本発明のポリアミドイミド樹脂は、熱可塑性のポリアミドイミド樹脂であって、通常使用される高耐熱性ポリアミドイミド樹脂とは異なり、ガラス転移温度が１５０℃未満のものが好ましく使用され、より好ましくは１２０℃未満である。ガラス転移温度が１５０℃を超えたポリアミドイミド樹脂では、ウエハ加工用接着シートをシリコンウエハに１００℃未満の温度で貼り合わせることが困難になる。
【００１２】
ポリアミドイミド樹脂は、無水トリメリット酸とジイソシアネートとの反応、または無水トリメリット酸クロライドとジアミンとの反応によって合成される。必須成分である無水トリメリット酸の他に、共重合することができる酸成分としては、例えば、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、アジピン酸、マレイン酸、マレイン酸無水物、ダイマー酸、水添ダイマー酸等の脂肪族あるいは脂環族ジカルボン酸や、テレフタル酸、イソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸等の芳香族ジカルボン酸が挙げられ、単独あるいは２種以上の混合物として用いることができる。ジアミン成分としては、例えば、ヘキサメチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、４，４−ジアミノシクロヘキシル等の脂肪族あるいは脂環族ジアミン、ｐ−フェニレンジアミン、３，３−ジアミノジフェニルメタン、４，４−ジアミノベンゾフェノン等の芳香族ジアミン、あるいはそれに対応するジイソシアネートを、単独あるいは２種以上の混合物として重合することができる。ポリアミドイミド樹脂のガラス転移温度を下げるためには、これら酸成分及び／又はアミン成分に、脂肪族あるいは脂環族炭化水素を含有するものを使用することが好ましい。また、トルエン、キシレン、エタノール、メチルエチルケトン等の低沸点汎用溶剤に溶解できることから、脂肪族または脂環族炭化水素を導入して合成した、ポリアミドイミド樹脂が好適に用いられる。
【００１３】
このように、ポリアミド樹脂又はポリアミドイミド樹脂がダイ接着用接着剤層に含まれることにより、紫外線照射後に放射線硬化型粘着剤層界面から剥離可能なダイ接着用接着剤層を得ることができる。なお、ダイ接着用接着剤層には、ポリアミド樹脂とポリアミドイミド樹脂とが、どちらか一方のみ含有させてもよいし、両者を含有させてもよい。
【００１４】
本発明のダイ接着用接着剤層中において、上記ポリアミド樹脂又はポリアミドイミド樹脂の含有比率は、全樹脂に対して２０〜６０重量％であることが好ましい。含有比率が２０重量％未満の場合では、紫外線照射後に放射線硬化型粘着剤層界面からダイ接着用接着剤層を剥離することができにくく、ダイ接着用接着剤層が半硬化状態のときに脆さが生じやすい。一方、６０重量％を超えると、後述する熱硬化性成分の量が相対的に少なくなり、耐熱性等のダイボンディング接着剤としての性能が十分に得られにくい。
【００１５】
本発明のダイ接着用接着剤層には、さらに熱硬化性樹脂を含有させることが好ましい。熱硬化性樹脂としては特に限定されるものではなく、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ビスマレイミド樹脂、オキセタン樹脂、ベンゾオキサジン等が挙げられる。特に、ダイ接着用接着剤層の低温での濡れ性をさらに高める目的で、軟化点が１００℃未満のものが好適に用いられる。また、上記熱硬化性樹脂の硬化剤としては、フェノール樹脂、ポリアミン化合物、アリル化合物、メタリル化合物等が、硬化促進触媒としては、イミダゾール化合物、有機過酸化物等が挙げられる。
【００１６】
ダイ接着用接着剤層の作製方法としては、上述したポリアミド樹脂又はポリアミドイミド樹脂をメチルエチルケトン、テトラヒドロフラン、イソプロピルアルコール、トルエン等の溶剤を用いて、常温〜５０℃程度で溶解させて、ダイ接着用接着剤層作製用の塗料とした後、剥離性フィルム、絶縁性フィルム、剥離紙などの支持体の片面に、上記塗料を塗布してシート化し、乾燥して形成することができる。上記剥離性フィルムおよび絶縁性フィルムとして用いられるフィルム材質は、ポリエチレンテレフタレートなどのポリエステル類、ポリエチレンなどのポリオレフイン類、ポリイミド、ポリアミド、ポリエーテルサルフォン、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルケトン、トリアセチルセルロースなどが好ましく使用され、さらに好ましくはポリエステル類、ポリオレフィン類およびポリイミドである。剥離性フィルムは、これらの材質からなるフィルムにシリコーンなどの離型剤で剥離処理を施したものが好ましく使用される。
【００１７】
ダイ接着用接着剤層は、シリコンウエハへの熱圧着時のボイドの抑制や流動性の抑制の理由で半硬化状態を適宜コントロールする。半硬化状態のコントロール方法は限定しないが、エージング等でコントロールする事が好ましい。
ダイ接着用接着剤層の乾燥後の厚さは、３〜２００μｍ、好ましくは５〜１００μｍである。ダイ接着用接着剤層を形成したフィルムの保管には、必要に応じて保護フィルムを貼着し、使用時には剥がして用いる。
【００１８】
本発明のウエハ加工用接着シートは、上記で得られたダイ接着用接着剤層と放射線硬化型粘着剤層を常温で積層して得られる。放射線硬化型粘着剤層は、ポリオレフィン等の剥離性フィルム、絶縁性フィルム、剥離紙などの支持体に粘着剤組成物を形成して得ることができる。
放射線硬化型粘着剤層としては、例えばアクリル系粘着ポリマー、紫外線硬化型オリゴマー及び光開始剤で構成されている。紫外線硬化型オリゴマーの骨格は、例えば、ポリエステル、エポキシ、ウレタン等であり、その官能基はＣＨ２＝ＣＨＣＯ−やＣＨ２＝Ｃ（ＣＨ３）ＣＯ−等である。光開始剤は３００〜４５０ｎｍの紫外線を吸収し、光開始剤から紫外線硬化型オリゴマーへのラジカル反応によって反応が開始し、最終的に紫外線硬化型オリゴマーが重合する。放射線硬化型粘着剤層の特性値は、紫外線オリゴマーの種類、ブレンド比率、紫外線照射条件によって制御できる。前記放射線硬化型粘着剤層は、市販されているものとしてヒューグルエレクトロニクス社製の商品名：ＨＵＯ−１２８０からなるシリコンウエハ加工用に用いられる紫外線硬化型ダイシングテープなどを挙げることができる。
【００１９】
【実施例】
以下、本発明を実施例に基づいて詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
［ダイ接着用接着剤層の塗料の調製］
下記表１に示す各（Ａ）熱可塑性樹脂をイソプロピルアルコール／トルエン（１／１）混合溶剤に固形分率で２０〜５０重量％になるように常温〜５０℃で溶解させた。続いて、（Ｂ）エポキシ樹脂、（Ｃ）フェノール樹脂、（Ｄ）硬化促進剤を、メチルエチルケトンまたはテトラヒドロフランに、それぞれ表２に示す重量％（固形分）となるように常温〜５０℃程度で溶解させた後、（Ａ）熱可塑性樹脂の溶液を表２に示す重量％（固形分）となるように両液を混合した。その後、溶液を（Ａ）熱可塑性樹脂、（Ｂ）エポキシ樹脂、（Ｃ）フェノール樹脂、（Ｄ）硬化促進剤の全成分の固形分率が４０〜５０重量％になるように調製して、ダイ接着用接着剤層の塗料を得た。
【００２０】
【表１】
2005019772.tif 000002
【００２１】
【表２】
2005019772.tif 000003
【００２２】
［ウエハ加工用接着シートの作製］
上記実施例１〜３および比較例１〜４のダイ接着用接着剤層の塗料を、乾燥後の厚さが２５μｍとなるように、剥離処理を施した厚さ３８μｍのポリエステルフィルム上に塗布し、熱風循環型乾燥機中にて１２０℃で３分間乾燥してダイ接着用接着剤層を作製した後、剥離処理を施した厚さ３８μｍのポリエステル保護フィルムを貼り合わせた。
このようにして得られた上記ダイ接着用接着剤層を、片面のポリエステル保護フィルムを剥離し、紫外線硬化型ダイシングテープ（ヒューグルエレクトロニクス社製、商品名：ＨＵＯ−１２８０）の粘着層面と常温で貼り合わせて、ウエハ加工用接着シートを得た。
［特性の評価］
１．低温貼り付け性
前記ウエハ加工用接着シートのダイ接着用接着剤層の他方のポリエステルフィルムを剥がして、厚さ５０μｍのシリコンウエハの裏面に８０℃で貼り合わせた。シリコンウエハへの上記ウエハ加工用接着シートの貼り付け性については、シリコンウエハから接着シートを引っ張りその時の密着状態を目視により観察した。その結果を表３に示した。なお、シリコンウエハから接着シートを引っ張り剥がれなかったものを○、容易に剥がれたものを×とした。
【００２３】
２．剥離性
前記ウエハ加工用接着シートのダイ接着用接着剤層の他方のポリエステルフィルムを剥がして、厚さ５０μｍのシリコンウエハを６０〜１００℃でマウントし、ダイシング、洗浄、乾燥の工程を行った。続いて、紫外線をウエハ加工用接着シートに照射し、エキスパンド工程後、チップ化された半導体チップをダイ接着用接着剤層とともにピックアップし、ダイ接着用接着剤層と放射線硬化型粘着剤層との界面の状態を目視で観察した。その結果を表３に示した。なお、ダイ接着用接着剤層に放射線硬化型粘着剤層が全く付着しないで良好に剥離できたものを○、ダイ接着用接着剤層に放射線硬化型粘着剤層の一部が付着しているものを×とした。
【００２４】
３．耐リフロー性
前記ウエハ加工用接着シートのダイ接着用接着剤層の他方のポリエステルフィルムを剥がして、厚さ５０μｍのシリコンウエハを６０〜１００℃でマウントし、ダイシング、洗浄、乾燥の工程を行った。続いて、紫外線をウエハ加工用接着シートに照射し、エキスパンド工程後、チップ化された半導体チップをダイ接着用接着剤層とともにピックアップした。
次に、ピックアップされた半導体チップを、２０ｍｍ×２０ｍｍで厚さ０．２ｍｍのガラス上に、１００〜１８０℃／１ｓｅｃ／３００〜３０００ｇｆ／ｃｍ２でダイボンディングし、１５０〜１８０℃／１時間加熱しシートを硬化させた。その後、８５℃／８５％ＲＨの恒温恒湿槽中に上記試験用サンプルを１６８時間暴露し、更に最高温度を２６０℃に設定したＩＲリフロー炉にサンプルを通し、ポップコーン現象や剥離がないことを評価した。その結果を表３に示した。なお、比較例１〜４については剥離性の結果が悪かったため、耐リフロー性の評価は実施しなかった。
【００２５】
【表３】
2005019772.tif 000004
【００２６】
表３の結果から明らかなように、実施例１〜３で得られたウエハ加工用接着シートは、低温貼り付け性、紫外線照射後のダイ接着用接着剤層と放射線硬化型粘着剤層との界面との剥離性の両特性に非常に優れ、シリコンウエハに反りも発生していなかった。さらに、耐リフロー性についても、ボイドの発生や剥離などの不具合は見られなかった。
これに対し、比較例１では、ポリアミド樹脂のアミン価がその上限から外れているため、紫外線照射後にダイ接着用接着剤層を放射線硬化型粘着剤層から剥離することができない。また、比較例２〜４では、熱可塑性樹脂がポリアミド樹脂又はポリアミドイミド樹脂ではないため、低温貼り付け性が悪かったり、紫外線照射後にダイ接着用接着剤層を放射線硬化型粘着剤層から良好に剥離することができなかった。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のウエハ加工用接着シートは、低温でシリコンウエハに貼り合わせすることができ、シリコンウエハの反りが生じなく、紫外線照射後にダイ接着用接着剤層を放射線硬化型粘着剤層から良好に剥離することができる。